JP3604845B2 - Nonvolatile memory device and method of manufacturing the same - Google Patents

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/788Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with floating gate

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不揮発性メモリ素子に係り、特にソースラインの分断を防止し得る構造を有する不揮発性メモリ素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
不揮発性メモリ素子はフローティングゲートとコントロールゲートの積層構造からなるメモリセルと、このメモリセルに蓄えられた情報を読み出すためのビットラインと、コントロールゲート電極と、隣接したメモリセルとメモリセルを連結するワードラインとから構成されている。
【0003】
不揮発性メモリ素子のうち、あらゆるセルの情報を一括して消去することを特徴とするフラッシュメモリはNOR型とNAND型とに分けられる。NAND型のフラッシュメモリは1つのビットラインコンタクトに8個又は16個のセルトランジスタが直列に連結されており、情報の読出し及び書込み速度が遅いのに対して、NOR型フラッシュメモリは1つのビットラインコンタクトに2つのセルトランジスタが並列に連結されており、情報の読出し及び書込み速度が非常に早い。従って、NOR型フラッシュメモリは、マイコン製品及び高速DRAMインタフェースフラッシュ製品において多用されている。
【0004】
図1A乃至図1Eは、従来の不揮発性メモリ素子を説明するための断面図である。
【0005】
参照符号3a及び3bはビットラインコンタクトを、7はフローティングゲート分離領域を、11は半導体基板を、13はフィールド酸化膜を、14は第1活性領域を、15は第2活性領域を、16はコントロールゲートを、17はソースラインをそれぞれ示す。
【0006】
図1Aは従来の不揮発性メモリセルアレイのレイアウト図であり、その工程の手順は次の通りである。
【0007】
第1工程:半導体基板上にフィールド酸化膜13を形成して互いに直角方向に交差する第1活性領域14と第2活性領域15を限定した後に、前記半導体基板の全面に第1誘電膜(図示せず)を形成する。
【0008】
第2工程:前記第1誘電膜上にフローティングゲート電極物質を蒸着する。
【0009】
第3工程:ビットラインコンタクト3aと前記ビットラインコンタクト3bとの間において第1活性領域14と平行して存在するフローティングゲート電極物質を取り除いて、フローティングゲート分離領域7を形成する。
【0010】
第4工程:前記半導体基板上に第2誘電膜(図示せず)及びコントロールゲート電極物質(後続工程でパタニングされてコントロールゲート16になる)を順に蒸着する。
【0011】
第5工程:各ビットラインコンタクト3a,3bと第2活性領域15との間において第2活性領域15と平行して帯状になるように前記コントロールゲート電極物質を残すことによりコントロールゲート16を形成する。
【0012】
第6工程:コントロールゲート16をマスクとして前記第2誘電膜を蝕刻した後に、自己整合の蝕刻方法を用いて、残っているフローティングゲート電極物質を蝕刻する。
【0013】
第7工程:前記ビットラインコンタクト3a,3bを連結するビットラインを形成する。
【0014】
前記第3工程において、フローティングゲート分離領域7を形成すると、フローティングゲート分離領域7と第2活性領域15とが交差する領域Lにおいて、フローティングゲート電極物質が蝕刻されて半導体基板が露出されるようになる。
【0015】
このような状態で前記第6工程を施すと、領域Lにおける半導体基板が蝕刻されるピッチング(Pitting)現象が発生する。
【0016】
このピッチング現象は、図1AのA−A’線における断面図である図1Bと、B−B’線における断面図である図1Cに詳しく示されている。
【0017】
図1Cを参照すると、フィールド酸化膜13上に誘電膜(図示せず)及びコントロールゲート16が形成され、第2活性領域15の半導体基板11が蝕刻されていることが分かる。
【0018】
このピッチング現象は、後続工程、即ち第2活性領域15において各メモリセルトランジスタのソース領域を連結するソースラインを形成する工程の際に該ソースラインを分断させる問題を招来する。
【0019】
図1Dを参照すると、ピッチング現象が発生した半導体基板11にソースライン17を形成するために非対称的にイオン注入した場合には、a部のようにソースラインの分断部分が発生していることが判る。また、図1Eを参照すると、他のタイプのピッチングが発生した半導体基板11に対称的にイオン注入を施した場合にも、b部のようにソースラインの分断部分が発生したことが分かる。
【0020】
前記のようにピッチングが発生した半導体基板にイオン注入工程を施すと、ソースラインの分断現象のみならず、ソースライン抵抗が著しく増加するという問題点がある。
【0021】
ソースラインの抵抗が増加するとソースラインに印加する電圧を増加しなければならないが、これには限界があるため一定なセル特性を得ることができない。
【0022】
【発明が解決しょうとする課題】
本発明は、前述した従来の問題点を解決するためになされたものであり、コントロールゲートをマスクとしてフローティングゲートを自己整合蝕刻する工程において、半導体基板が蝕刻されるピッチング現象によりソースラインが分断されることを防止する構造を有する不揮発性メモリ素子を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の1つの実施の形態に係る不揮発性メモリ素子は、各メモリセルトランジスタのドレインに連結されたビットラインコンタクトと、前記ビットラインコンタクトを含み前記ビットラインコンタクトを中心にして前記メモリセルトランジスタが対称に形成される第1活性領域と、前記第1活性領域と直角方向をなす第2活性領域であって前記各メモリセルトランジスタのソースを連結するソースラインが形成される第2活性領域と、前記第1活性領域の間であって前記第2活性領域の間でもある領域に形成されたフィールド酸化膜と、前記フィールド酸化膜上に形成され、その大きさが前記フィールド酸化膜より小さいフローティングゲート分離領域と、前記ビットラインコンタクトと前記第2活性領域との間に前記第2活性領域と平行して形成されたコントロールゲートとを含むことを特徴とする。
【0024】
また、上記目的を達成するための本発明の他の実施の形態に係る不揮発性メモリ素子は、各メモリセルトランジスタのドレインに連結されたビットラインコンタクトと、前記ビットラインコンタクトと接触するように、前記ビットラインコンタクトを中心にして前記メモリセルトランジスタが対称に形成される第1活性領域と、前記第1活性領域と直角方向をなす第2活性領域であって前記各メモリセルトランジスタのソースを連結するソースラインが形成される第2活性領域と、前記第1活性領域の間であって前記第2活性領域の間でもある領域に形成されたフィールド酸化膜と、前記フィールド酸化膜上に形成され、前記第1活性領域の方向に前記フィールド酸化膜より長く形成されたフローティングゲート分離領域と、前記ビットラインコンタクトと前記第2活性領域の間に前記第2活性領域と平行して形成されたコントロールゲートとを含むことを特徴とする。
【0025】
また、上記目的を達成するための本発明の他の実施の形態に係る不揮発性メモリ素子は、各メモリセルトランジスタのドレインに連結されたビットラインコンタクトと、前記ビットラインコンタクトと接触するように、前記ビットラインコンタクトを中心にして前記メモリセルトランジスタが対称に形成される第1活性領域と、前記第1活性領域と直角方向をなす第2活性領域であって前記各メモリセルトランジスタのソースを連結するソースラインが形成される第2活性領域と、前記第1活性領域の間と前記第2活性領域の間に形成されたフィールド酸化膜と、前記フィールド酸化膜上に各々形成されたフローティングゲート分離領域と、前記ビットラインコンタクトと前記第2活性領域の間に前記第2活性領域と平行して形成されたコントロールゲートであって、その幅が前記第1活性領域より前記フィールド酸化膜上において狭くなるコントロールゲートとを含むことを特徴とする不揮発性メモリ素子を提供する。
【0026】
前記フローティングゲート分離領域は前記フィールド酸化膜よりも小さいく、又は、前記第1活性領域の方向に前記フィールド酸化膜上の領域を超えて延びていることが望ましい。
【0027】
従って、本発明による不揮発性メモリ素子は、フローティングゲート分離領域又はフローティングゲート分離領域及びコントロールゲートの形状を改良することにより、コントロールゲートをマスクとしてフローティングゲートを自己整列蝕刻する工程において、半導体基板が蝕刻されるピッチング現象を抑制することができる。従って、後続工程、即ちソースラインを形成するためのイオン注入工程時ソースラインが電気的に分断されたり抵抗が増大する現象を防止することができ、各セルの安定動作及び収率の向上に寄与することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて更に詳細に説明する。
【0029】
図2A乃至図2Cは、本発明の1つの実施の形態に係る不揮発性メモリ素子を説明するための図である。
【0030】
参照符号23a及び23bはビットラインコンタクトを、24は第1活性領域を、25は第2活性領域を、27はフローティングゲート分離領域を、31は半導体基板を、33はフィールド酸化膜を、36はコントロールゲートをそれぞれ示す。
【0031】
図2Aは不揮発性メモリセルアレイの一部のレイアウト図である。
【0032】
この実施の形態に係る不揮発性メモリは、ビットラインコンタクト23a及び23bと、各ビットラインコンタクト23a、23bを中心にしてメモリセルトランジスタが対称に形成される第1活性領域24と、第1活性領域24と直角に交差し、各メモリセルトランジスタのソースを連結するソースラインが形成される第2活性領域25と、隣接した2つの第1活性領域24の間であって、隣接した2つの第2活性領域25の間に形成されたフィールド酸化膜33及びフローティングゲート分離領域27と、各ビットラインコンタクト23a,23bと第2活性領域25との間において第2活性領域25と平行して形成されたコントロールゲート36とを含む。
【0033】
この実施の形態では、第2活性領域25において各メモリセルトランジスタのソースが分断されることを防止するために、フローティングゲート分離領域27はフィールド酸化膜33上の領域内に収まるようにフィールド酸化膜33よりも小さく形成する。
【0034】
フローティングゲート分離領域27以外の部分にはフローティングゲート電極物質が存在する。従って、このような状態でコントロールゲート36をマスクとしてフローティングゲート電極物質を自己整合蝕刻すると、隣接するフローティングゲート分離領域27の間の領域と第2活性領域25とが交差するM部においては、残っているフローティングゲート電極物質が蝕刻されるため、半導体基板は蝕刻されず、ピッチング現象は発生しない。
【0035】
図2B及び図2Cは、夫々図2AのA−A’線及びB−B’線における断面図であり、フィールド酸化膜33上に誘電膜(図示せず)及びコントロールゲート36が形成され、ソースラインが形成される第2活性領域25にピッチング現象が発生しないことが分かる。
【0036】
本発明によると、活性領域の半導体基板における段差、即ち従来のピッチング現象により後続工程のソースライン形成のためのイオン注入時に、ソースラインが電気的に分断されたり抵抗が高まる現象を防止できるので、セルの安定動作及び収率の向上に極めて有用である。
【0037】
図3A乃至図3Cは、本発明の他の実施の形態に係る不揮発性メモリ素子を説明するための断面図である。
【0038】
参照符号43a及び43bはビットラインコンタクトを、47はフローティングゲート分離領域を、51は半導体基板を、53はフィールド酸化膜を、44は第1活性領域を、45は第2活性領域を、56はコントロールゲートを夫々示す。
【0039】
図3Aは、不揮発性メモリセルアレイの一部のレイアウト図である。この実施の形態においては、フローティングゲート分離領域47はフィールド酸化膜53上に形成され、第1活性領域44が延びる方向に、フィールド酸化膜53の長さよりも長く形成され、その他の部分は図2Aと同様に構成されるている。
【0040】
フローティングゲート分離領域47は、第2活性領域45上の一部の領域と重なるので、隣接するフローティングゲート分離領域47の間の領域と第2活性領域45とが交差するN部において、フローティングゲート電極物質が残る部分(重複部分)と半導体基板が露出される部分(非重複部分)とが存在する。
【0041】
このような状態でコントロールゲート56をマスクとしてフローティングゲート電極物質を自己整合蝕刻すると、N部の一部において、露出された半導体基板が蝕刻されるピッチング現象が発生する。ところが、N部の一部だけしか蝕刻されないので、後続工程、即ち第2活性領域45に各メモリセルトランジスタのソース領域を連結するソースラインを形成する工程の際にソースラインが分断されることはない。
【0042】
図3Bは、図3AのA−A’線における断面図、図3Cは、B−B’線における断面図であり、フィールド酸化膜53上に誘電膜(図示せず)及びコントロールゲート56が形成され、ソースラインが形成される第2活性領域55において半導体基板の一部のみが蝕刻されたことを示す。
【0043】
図4は、本発明の他の実施の形態に係る不揮発性メモリ素子を説明するためのレイアウト図である。
【0044】
参照符号63a及び63bはビットラインコンタクトを、64は第1活性領域を、65は第2活性領域を、73はフィールド酸化膜を、76はコントロールゲートを夫々示している。
【0045】
図4のレイアウト図に示すように、この実施の形態においては、コントロールゲート76はビットラインコンタクト63a及び63bと第2活性領域65との間に第2活性領域65と平行して形成され、フィールド酸化膜73上における幅hが第1活性領域64上における幅h’より狭く形成される。これは第1活性領域64においてドレイン/ソース間に形成されるチャンネル長を長くするためである。他の部分は図2Aと同一である。
【0046】
この実施の形態では、各メモリセルトランジスタの前記ソースが分断されることを防止するために、図2Aに示す実施の形態のように、フローティングゲート分離領域67の長さ(第1活性領域64方向の長さ)がフィールド酸化膜73の長さ(第1活性領域64方向の長さ)より短くなるように形成するか、図3Aに示す実施の形態のように、2つのフローティングゲート分離領域67が相当の間隔をもって隔離されるように形成する。
【0047】
本発明は上記の特定の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。
【0048】
【発明の効果】
本発明に係る不揮発性メモリ素子は、フローティングゲート分離領域又はフローティングゲート分離領域及びコントロールゲートの形状を改良することにより、コントロールゲートをマスクとしてフローティングゲートを自己整合蝕刻する際に半導体基板が蝕刻されるピッチング現象を抑制することができる。従って、後続工程、即ちソースラインを形成するためのイオン注入工程の際にソースラインが電気的に分断されたり抵抗が高まる現象を防止することができて、各セルの安定的な動作及び収率の向上に寄与する。
【0049】
【図面の簡単な説明】
【図1A】従来の不揮発性メモリ素子を説明するためのレイアウト図である。
【図1B】図1AのA−A’線における断面図である。
【図1C】図1AのB−B’線における断面図である。
【図1D】図1AのA−A’線における断面図である。
【図1E】図1AのA−A’線における断面図である。
【図2A】本発明の1つの実施の形態に係る不揮発性メモリ素子の説明するためのレイアウト図である。
【図2B】図2AのA−A’線における断面図である。
【図2C】図2AのB−B’線における断面図である。
【図3A】本発明の他の実施の形態に係る不揮発性メモリ素子の説明するためのレイアウト図である。
【図3B】図3AのA−A’線における断面図である。
【図3C】図3AのB−B’線における断面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態に係る不揮発性メモリ素子を説明するためのレイアウト図である。
【符号の説明】
3a,3b ビットラインコンタクト
7 フローティングゲート分離領域
11 半導体基板
13 フィールド酸化膜
14 第1活性領域
15 第2活性領域
16 コントロールゲート
17 ソースライン
23a,23b ビットラインコンタクト
24 第1活性領域
25 第2活性領域
27 フローティングゲート分離領域
31 半導体基板
33 フィールド酸化膜
36 コントロールゲート
43a,43b ビットラインコンタクト
44 第1活性領域
45 第2活性領域
47 フローティングゲート
51 半導体基板
53 フィールド酸化膜
56 コントロールゲート
63a,63b ビットラインコンタクト
64 第1活性領域
65 第2活性領域
73 フィールド酸化膜
76 コントロールゲート
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a nonvolatile memory device, and more particularly, to a nonvolatile memory device having a structure capable of preventing a source line from being divided.
[0002]
[Prior art]
A non-volatile memory element connects a memory cell having a stacked structure of a floating gate and a control gate, a bit line for reading information stored in the memory cell, a control gate electrode, and adjacent memory cells. And word lines.
[0003]
Among the nonvolatile memory elements, flash memories characterized by collectively erasing information of all cells are classified into NOR type and NAND type. A NAND flash memory has eight or sixteen cell transistors connected in series to one bit line contact, and has a low information reading and writing speed, whereas a NOR flash memory has one bit line contact. Two cell transistors are connected to the contact in parallel, and the speed of reading and writing information is very high. Therefore, NOR flash memories are widely used in microcomputer products and high-speed DRAM interface flash products.
[0004]
1A to 1E are cross-sectional views illustrating a conventional nonvolatile memory device.
[0005]
Reference numerals 3a and 3b denote bit line contacts, 7 denotes a floating gate isolation region, 11 denotes a semiconductor substrate, 13 denotes a field oxide film, 14 denotes a first active region, 15 denotes a second active region, and 16 denotes a second active region. Reference numeral 17 indicates a control gate, and reference numeral 17 indicates a source line.
[0006]
FIG. 1A is a layout diagram of a conventional nonvolatile memory cell array, and the steps of the process are as follows.
[0007]
First step: After forming a field oxide film 13 on a semiconductor substrate to define a first active region 14 and a second active region 15 that intersect at right angles to each other, a first dielectric film (see FIG. (Not shown).
[0008]
Second step: depositing a floating gate electrode material on the first dielectric layer.
[0009]
Third step: The floating gate electrode material existing between the bit line contact 3a and the bit line contact 3b in parallel with the first active region 14 is removed to form the floating gate isolation region 7.
[0010]
Fourth step: a second dielectric layer (not shown) and a control gate electrode material (patterned into a control gate 16 in a subsequent step) are sequentially deposited on the semiconductor substrate.
[0011]
Fifth step: The control gate 16 is formed by leaving the control gate electrode material between each bit line contact 3a, 3b and the second active region 15 so as to be in a band shape in parallel with the second active region 15. .
[0012]
Sixth step: After etching the second dielectric layer using the control gate 16 as a mask, the remaining floating gate electrode material is etched using a self-aligned etching method.
[0013]
Seventh step: forming a bit line connecting the bit line contacts 3a and 3b.
[0014]
In the third step, when the floating gate isolation region 7 is formed, in the region L where the floating gate isolation region 7 and the second active region 15 intersect, the floating gate electrode material is etched to expose the semiconductor substrate. Become.
[0015]
When the sixth step is performed in such a state, a pitching phenomenon occurs in which the semiconductor substrate in the region L is etched.
[0016]
This pitching phenomenon is shown in detail in FIG. 1A, which is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1A, and FIG. 1C, which is a cross-sectional view taken along line BB ′.
[0017]
Referring to FIG. 1C, a dielectric layer (not shown) and a control gate 16 are formed on the field oxide layer 13, and the semiconductor substrate 11 in the second active region 15 is etched.
[0018]
This pitching phenomenon causes a problem of dividing the source line in a subsequent step, that is, a step of forming a source line connecting the source regions of the respective memory cell transistors in the second active region 15.
[0019]
Referring to FIG. 1D, when the ion implantation is performed asymmetrically to form the source line 17 on the semiconductor substrate 11 in which the pitching phenomenon has occurred, a divided portion of the source line such as a portion may occur. I understand. Further, referring to FIG. 1E, it can be seen that even when the semiconductor substrate 11 on which another type of pitching has occurred is ion-implanted symmetrically, a divided portion of the source line like the portion b occurs.
[0020]
When the ion implantation process is performed on the semiconductor substrate on which pitching has occurred as described above, there is a problem that not only the source line disconnection phenomenon but also the source line resistance is significantly increased.
[0021]
When the resistance of the source line increases, the voltage applied to the source line must be increased. However, this has a limit, so that it is not possible to obtain a constant cell characteristic.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. In a process of self-aligned etching of a floating gate using a control gate as a mask, a source line is divided by a pitching phenomenon in which a semiconductor substrate is etched. It is an object of the present invention to provide a non-volatile memory element having a structure for preventing the non-volatile memory element.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
According to an embodiment of the present invention, there is provided a nonvolatile memory device including: a bit line contact connected to a drain of each memory cell transistor; A first active region in which the memory cell transistors are formed symmetrically; and a second active region in a direction perpendicular to the first active region, the source lines connecting the sources of the memory cell transistors. A second active region, a field oxide film formed in a region between the first active regions and also between the second active regions, and a field oxide film formed on the field oxide film, A floating gate isolation region smaller than a field oxide film, between the bit line contact and the second active region; Characterized in that it comprises a control gate formed in parallel with the second active region.
[0024]
According to another embodiment of the present invention, there is provided a nonvolatile memory device including: a bit line contact connected to a drain of each memory cell transistor; A first active region in which the memory cell transistors are formed symmetrically with respect to the bit line contact; and a second active region perpendicular to the first active region, the source of each memory cell transistor being connected. A second active region in which a source line to be formed is formed; a field oxide film formed in a region between the first active regions and also between the second active regions; and a field oxide film formed on the field oxide film. A floating gate isolation region formed to be longer than the field oxide film in a direction of the first active region; Characterized in that it comprises a control gate formed in parallel with the second active region between the contact and the second active region.
[0025]
According to another embodiment of the present invention, there is provided a nonvolatile memory device including: a bit line contact connected to a drain of each memory cell transistor; A first active region in which the memory cell transistors are formed symmetrically with respect to the bit line contact; and a second active region perpendicular to the first active region, the source of each memory cell transistor being connected. A second active region in which a source line to be formed is formed, a field oxide film formed between the first active region and the second active region, and a floating gate isolation formed on the field oxide film. And a capacitor formed between the bit line contact and the second active region in parallel with the second active region. A roll gate, to provide a nonvolatile memory device whose width is characterized in that it comprises a narrow control gate in said field oxide film than the first active region.
[0026]
Preferably, the floating gate isolation region is smaller than the field oxide film or extends in the direction of the first active region beyond a region on the field oxide film.
[0027]
Therefore, in the nonvolatile memory device according to the present invention, by improving the shape of the floating gate isolation region or the floating gate isolation region and the control gate, the semiconductor substrate is etched in the process of self-aligning the floating gate using the control gate as a mask. Pitching phenomenon can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the source line from being electrically disconnected or the resistance from being increased during the subsequent process, that is, the ion implantation process for forming the source line, thereby contributing to the stable operation of each cell and the improvement of the yield. can do.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
[0029]
2A to 2C are views for explaining a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
[0030]
Reference numerals 23a and 23b denote bit line contacts, 24 denotes a first active region, 25 denotes a second active region, 27 denotes a floating gate isolation region, 31 denotes a semiconductor substrate, 33 denotes a field oxide film, and 36 denotes a field oxide film. Control gates are shown.
[0031]
FIG. 2A is a layout diagram of a part of the nonvolatile memory cell array.
[0032]
The nonvolatile memory according to this embodiment includes a first active region 24 in which memory cell transistors are formed symmetrically with respect to the bit line contacts 23a and 23b, the respective bit line contacts 23a and 23b, and a first active region. 24, and a second active region 25 where a source line connecting the sources of the respective memory cell transistors is formed, and between two adjacent first active regions 24 and two adjacent second active regions 25 are formed. The field oxide film 33 and the floating gate isolation region 27 formed between the active regions 25 and the second active region 25 are formed between the bit line contacts 23a and 23b and the second active region 25. And a control gate 36.
[0033]
In this embodiment, in order to prevent the source of each memory cell transistor from being divided in the second active region 25, the floating gate isolation region 27 is so formed as to fit within the region on the field oxide film 33. It is formed smaller than 33.
[0034]
A floating gate electrode material exists in a portion other than the floating gate isolation region 27. Therefore, when the floating gate electrode material is self-aligned etched using the control gate 36 as a mask in such a state, the remaining portion of the M portion where the region between the adjacent floating gate isolation regions 27 and the second active region 25 intersect is left. Since the floating gate electrode material is etched, the semiconductor substrate is not etched, and the pitching phenomenon does not occur.
[0035]
2B and 2C are cross-sectional views taken along lines AA 'and BB' in FIG. 2A, respectively. A dielectric film (not shown) and a control gate 36 are formed on the field oxide film 33, and the source It can be seen that the pitching phenomenon does not occur in the second active region 25 where the line is formed.
[0036]
According to the present invention, a step in a semiconductor substrate in an active region, that is, a phenomenon in which a source line is electrically disconnected or a resistance is increased during ion implantation for forming a source line in a subsequent process due to a conventional pitching phenomenon can be prevented, It is extremely useful for stable operation of the cell and improvement of the yield.
[0037]
3A to 3C are cross-sectional views illustrating a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention.
[0038]
Reference numerals 43a and 43b denote bit line contacts, 47 denotes a floating gate isolation region, 51 denotes a semiconductor substrate, 53 denotes a field oxide film, 44 denotes a first active region, 45 denotes a second active region, and 56 denotes a second active region. Control gates are shown.
[0039]
FIG. 3A is a layout diagram of a part of the nonvolatile memory cell array. In this embodiment, the floating gate isolation region 47 is formed on the field oxide film 53, and is formed longer than the length of the field oxide film 53 in the direction in which the first active region 44 extends. It is configured similarly to.
[0040]
Since the floating gate isolation region 47 overlaps a part of the region on the second active region 45, the floating gate electrode is formed at the N portion where the region between the adjacent floating gate isolation region 47 and the second active region 45 intersects. There is a portion where the substance remains (overlapping portion) and a portion where the semiconductor substrate is exposed (non-overlapping portion).
[0041]
When the floating gate electrode material is self-aligned etched using the control gate 56 as a mask in such a state, a pitching phenomenon occurs in which the exposed semiconductor substrate is etched in a part of the N portion. However, since only a portion of the N portion is etched, the source line is not separated during a subsequent process, that is, a process of forming a source line connecting the source regions of the respective memory cell transistors in the second active region 45. Absent.
[0042]
3B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3A, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line BB ′. A dielectric film (not shown) and a control gate 56 are formed on the field oxide film 53. This indicates that only a part of the semiconductor substrate is etched in the second active region 55 where the source line is formed.
[0043]
FIG. 4 is a layout diagram for explaining a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention.
[0044]
Reference numerals 63a and 63b denote bit line contacts, 64 denotes a first active region, 65 denotes a second active region, 73 denotes a field oxide film, and 76 denotes a control gate.
[0045]
As shown in the layout diagram of FIG. 4, in this embodiment, the control gate 76 is formed between the bit line contacts 63a and 63b and the second active region 65 in parallel with the second active region 65, and The width h on the oxide film 73 is smaller than the width h ′ on the first active region 64. This is to increase the channel length formed between the drain and the source in the first active region 64. Other parts are the same as in FIG. 2A.
[0046]
In this embodiment, in order to prevent the source of each memory cell transistor from being disconnected, as in the embodiment shown in FIG. 2A, the length of the floating gate isolation region 67 (in the first active region 64 direction) Is shorter than the length of the field oxide film 73 (the length in the direction of the first active region 64) or, as in the embodiment shown in FIG. Are formed so as to be separated from each other at a considerable interval.
[0047]
The present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
[0048]
【The invention's effect】
In the nonvolatile memory device according to the present invention, by improving the shape of the floating gate isolation region or the floating gate isolation region and the control gate, the semiconductor substrate is etched when the floating gate is self-aligned etched using the control gate as a mask. The pitching phenomenon can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent a source line from being electrically disconnected or a resistance from being increased in a subsequent process, that is, an ion implantation process for forming a source line, and to stably operate and improve the yield of each cell. Contribute to the improvement of
[0049]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a layout diagram for explaining a conventional nonvolatile memory element.
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1A.
FIG. 1C is a sectional view taken along line BB ′ of FIG. 1A.
FIG. 1D is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1A.
FIG. 1E is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1A.
FIG. 2A is a layout diagram for explaining a nonvolatile memory element according to one embodiment of the present invention;
FIG. 2B is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2A.
FIG. 2C is a sectional view taken along line BB ′ of FIG. 2A.
FIG. 3A is a layout diagram illustrating a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention;
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3A.
FIG. 3C is a sectional view taken along line BB ′ of FIG. 3A.
FIG. 4 is a layout diagram for explaining a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
3a, 3b Bit line contact 7 Floating gate isolation region 11 Semiconductor substrate 13 Field oxide film 14 First active region 15 Second active region 16 Control gate 17 Source line 23a, 23b Bit line contact 24 First active region 25 Second active region 27 Floating gate isolation region 31 Semiconductor substrate 33 Field oxide film 36 Control gate 43a, 43b Bit line contact 44 First active region 45 Second active region 47 Floating gate 51 Semiconductor substrate 53 Field oxide film 56 Control gate 63a, 63b Bit line contact 64 First active region 65 Second active region 73 Field oxide film 76 Control gate

Claims (2)

各メモリセルトランジスタのドレインに連結されたビットラインコンタクトと、
前記ビットラインコンタクトと接触するように、前記ビットラインコンタクトを中心にして前記メモリセルトランジスタを対称に形成する第1活性領域と、
前記第1活性領域の直角方向に前記各メモリセルトランジスタのソースを連結するソースラインを形成する第2活性領域と、
前記第1活性領域と前記第2活性領域とによって囲まれる領域に形成されたフィールド酸化膜と、
前記フィールド酸化膜上で分離されたフローティングゲートと、
前記ビットラインコンタクトと前記第2活性領域との間に前記第2活性領域と平行形成されたコントロールゲートとを含む不揮発性メモリ素子を製造する製造方法であって、
前記フィールド酸化膜上で分離された前記フローティングゲートが形成されるようにフローティングゲート電極物質のうちフローティングゲート分離領域の部分を取り除く第1工程と、
前記コントロールゲートをマスクとして前記フローティングゲート電極物質を自己整合蝕刻して前記フローティングゲートを形成する第2工程とを含み、
前記第1工程では、前記フローティングゲート分離領域として、前記第1活性領域と平行に前記フィールド酸化膜を横切って前記第2活性領域に至り前記第2活性領域上で分離した領域を形成することを特徴とする不揮発性メモリ素子の製造方法
A bit line contact connected to the drain of each memory cell transistor;
A first active region for forming the memory cell transistor symmetrically about the bit line contact so as to contact the bit line contact;
A second active region forming a source line connecting the sources of the memory cell transistors in a direction perpendicular to the first active region;
A field oxide film formed in a region surrounded by the first active region and the second active region;
A floating gate isolated on the field oxide film;
A method for manufacturing a non-volatile memory device including a control gate formed between the bit line contact and the second active region in parallel with the second active region ,
Removing a portion of the floating gate electrode material in a floating gate isolation region such that the floating gate isolated on the field oxide film is formed;
A second step of forming the floating gate by self-aligning etching of the floating gate electrode material using the control gate as a mask,
In the first step, forming, as the floating gate isolation region, a region which is parallel to the first active region, crosses the field oxide film, reaches the second active region, and is isolated on the second active region. A method for manufacturing a nonvolatile memory element .
各メモリセルトランジスタのドレインに連結されたビットラインコンタクトと、
前記ビットラインコンタクトと接触するように、前記ビットラインコンタクトを中心にして前記メモリセルトランジスタを対称に形成する第1活性領域と、
前記第1活性領域の直角方向に前記各メモリセルトランジスタのソースを連結するソースラインを形成する第2活性領域と、
前記第1活性領域と前記第2活性領域とによって囲まれる領域に形成されたフィールド酸化膜と
前記ビットラインコンタクトと前記第2活性領域との間に前記第2活性領域と平行形成されたコントロールゲートであって、その幅が前記第1活性領域上より前記フィールド酸化膜上において狭くなったコントロールゲートと、
を含むことを特徴とする不揮発性メモリ素子。
A bit line contact connected to the drain of each memory cell transistor;
A first active region for forming the memory cell transistor symmetrically about the bit line contact so as to contact the bit line contact;
A second active region forming a source line connecting the sources of the memory cell transistors in a direction perpendicular to the first active region;
A field oxide film formed in a region surrounded by the first active region and the second active region ;
A second active region formed parallel to the control gate between the bit line contact and the second active region, Tsu narrowly in the field oxide film than its width the first active region and the control gates,
A nonvolatile memory element comprising:
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